Kalt gepresst und heiß begehrt

Pflanzenöl als Rohstoff für die Chemie – das klingt im Moment noch nach einer etwas vagen Zukunftsvision. Denn der weitaus größte Teil der Öle vom Acker wird heute zu Biodiesel verarbeitet und im Automotor verbrannt. Und eben nicht genutzt, um daraus Chemikalien herzustellen. Aber: Bei der Umwandlung vom Pflanzenöl zum Biodiesel bleibt ein wichtiger Rohstoff übrig: Glycerin. Und wegen der gesetzlich vorgeschriebenen Beimischung des Biodiesels zum herkömmlichen Treibstoff fällt eine ganze Menge dieser leicht zähen Flüssigkeit an. Bei einer geschätzten Jahresproduktion von acht Millionen Tonnen Biodiesel im Jahr 2010 dann immerhin 800.000 Tonnen Glycerin. Und für diese Mengen müssen sich die Forscher nun neue Anwendungen einfallen lassen.

"Jeder kennt beispielsweise Kosmetika, die sich schön verstreichen lassen. Das liegt an dem Glycerin, das in solchen Kosmetika mit dabei ist. Man kann aber eben auch Chemie mit dem Glycerin machen. Das wurde auch schon immer gemacht. Zum Beispiel das Nitroglycerin, das manche so als Sprengstoff kennen, ist so ein Glycerin-Folgeprodukt, das aber heute überhaupt keine technische Bedeutung mehr hat."

Arno Behr ist Professor an der Universität Dortmund. Er hat es sich zur Aufgabe gemacht, aus der einen Verbindung, Glycerin, einen ganzen Zweig von Chemikalien zu erschaffen. Dafür eignet sich das Nebenprodukt besonders gut, weil das Molekül viele Kontaktstellen hat, an denen die Chemiker ihre Reaktion ansetzen. Sie können Sauerstoff anlagern, Sauerstoff entziehen, Wasser abspalten, Kohlenmonoxid einbauen oder auch ganz neuen Molekülreste anhängen. So entstehen aus dem Glycerin beispielsweise Waschmittel oder Kunststoffe. Oder das Glycerin kehrt als Treibstoff-Additiv wieder in den Biodiesel zurück. In veränderter Form natürlich, zum Beispiel als sogenannter Ether. Behr:

"Glycerin-Tert-Butylether beispielsweise sind bekannt, dass sie, wenn sie dem Diesel zugesetzt werden, den NOx-Gehalt, also den Gehalt an Stickoxiden, deutlich reduzieren. Und das ist natürlich eine sehr spannende Sache. Wir benutzen sowieso Biodiesel auf der Basis der nachwachsenden Rohstoffe. Und wenn man dann diesen Biodiesel auch noch abgasfreundlicher machen kann durch solche Zusatzstoffe, dann ist das eben ein Zusatzvorteil mit Hilfe des Glycerins."

In diesem Fall stellt die Umwandlung des Glycerins also so eine Art Resteverwertung dar. Einen anderen Ansatz verfolgt Dr. Michael Meier von der Fachhochschule Oldenburg/Ostfriesland/Wilhelmshaven. Er möchte auch jenen Teil des Öls nutzen, der normalerweise im Biodiesel landet und verbrannt wird: Die Fettsäuren. Aus ihnen lassen sich beispielsweise Kunststoffe herstellen. Meier:

"Sie kennen Polyesterfasern beispielsweise in Kleidungen, oder auch Polyamide werden zum Beispiel im Fahrzeugbau verwendet. Wir versuchen hier, nicht neue Materialien zu entwickeln, sondern die Bausteine für diese Materialien aus nachwachsenden Rohstoffen zur Verfügung zu stellen."

Besonders interessant sind die ungesättigten Fettsäuren. In ihnen steckt noch Potenzial, chemisch gesehen. An den ungesättigten Stellen der fadenförmigen Moleküle können die Wissenschaftler beispielsweise neue chemische Gruppen anbringen. Oder ganze Molekülgruppen umlagern, mit Hilfe von Katalysatoren, die zwei der Nobelpreisträger des Jahres 2005 erfunden haben, Grubbs und Schrock. Dadurch lässt sich die Vielfalt der Verbindungen erhöhen. Allerdings: Ob sich die Chemie aus dem Pflanzenöl durchsetzen wird, darüber wird am Ende dann vor allem der Preis entscheiden. Meier:

"Im Moment ist es eben wirklich noch teurer. Allerdings durch die steigenden Rohölpreise und die Verknappung des Rohöls wird sich dieses wohl ändern in der Zukunft."